阅读说明：本技术 多年冻土区遮阳通风路基结构及其施工方法 (Sunshade and ventilation roadbed structure for permafrost region and construction method thereof ) 是由 张明义 晏忠瑞 裴万胜 赖远明 代彦军 于 2020-08-03 设计创作，主要内容包括：本申请公开一种多年冻土区遮阳通风路基结构及其施工方法。多年冻土区遮阳通风路基结构包括路基和百叶窗式遮阳板。百叶窗式遮阳板沿路基的纵向铺设于路基的边坡,且百叶窗式遮阳板中的每一个遮阳翅片与路基的坡面具有间隙。本申请提供的技术方案能够防止路基阴阳坡现象的产生,解决路基温度场不对称性的问题,提高了多年冻土路基的长期稳定性。(The application discloses sunshade and ventilation roadbed structure in permafrost region and construction method thereof. The sunshade and ventilation roadbed structure of the permafrost region comprises a roadbed and a shutter type sunshade. The louver type sun-shading boards are laid on the side slope of the roadbed along the longitudinal direction of the roadbed, and gaps are reserved between each sun-shading fin of the louver type sun-shading boards and the slope surface of the roadbed. The technical scheme that this application provided can prevent the production of negative and positive slope phenomenon of road bed, solves the asymmetric problem in road bed temperature field, has improved the long-term stability of permafrost road bed.)

多年冻土区遮阳通风路基结构及其施工方法

技术领域

本申请涉及路基结构技术领域，具体而言，涉及一种多年冻土区遮阳通风路基结构及其施工方法。

背景技术

多年冻土面积占全球陆地面积的25％，我国作为世界第三冻土大国，多年冻土面积约占陆地面积的22.4％。有大量的铁路/公路通过这些特殊区域，均不可避免地面临着严峻的多年冻土问题。尤其在青藏高原，铁路/公路工程的修建改变了地气热交换过程，加之强烈的太阳辐射作用，下部多年冻土退化严重，而且路基阴阳坡问题突出，由此导致的路基不均匀沉降问题危及行车安全，不容忽视，因此亟需探索一种经济、安全、高效的方法措施，来解决多年冻土区由阴阳坡诱发的路基不均匀沉降问题。

发明内容

本申请提供了一种多年冻土区遮阳通风路基结构及其施工方法，其能够解决由阴阳坡诱发的路基不均匀沉降问题。

第一方面，本发明实施例提供一种多年冻土区遮阳通风路基结构，其包括路基和百叶窗式遮阳板。

百叶窗式遮阳板沿路基的纵向铺设于路基的边坡，且百叶窗式遮阳板中的每一个遮阳翅片与路基的坡面具有间隙。

上述方案，提供了一种能够在多年冻土区，防止阴阳坡现象的产生，解决路基温度场不对称性的问题，提高多年冻土路基长期稳定性的多年冻土区遮阳通风路基结构。在压实的地表上修建压密夯实的路基，百叶窗式遮阳板以一定铺设高度安装于路基的边坡，使得百叶窗式遮阳板中的每一个遮阳翅片与路基的坡面具有间隙。现有技术中，在晴天，当太阳高度角较低时，路基的阳坡会受到阳光照射，而路基的阴坡则处于阴影之中；当太阳高度角较高时，路基阳坡受到的太阳辐射强度也大于路基阴坡。通过在路基的边坡铺设百叶窗式遮阳板，可有效地调控路基温度场的对称性。每一个遮阳翅片间隔布置，且均与路基的坡面形成有间隙，使得百叶窗式遮阳板兼具通风的特性，避免百叶窗式遮阳板遭受大风的破坏，同时，利用多年冻土区年平均温度为负的外部空气，产生强迫对流，冷却多年冻土路基，利于路基温度场的对称性。

在可选的实施方式中，在百叶窗式遮阳板中，相邻两个遮阳翅片的相互靠近的边缘处于一个水平面。

在可选的实施方式中，遮阳翅片为铁片或铝塑板。

在可选的实施方式中，遮阳翅片的表面涂覆有热反射涂料。

在可选的实施方式中，百叶窗式遮阳板包括连接框架和固定于连接框架中的强化杆，多个遮阳翅片沿竖向间隔且倾斜设于连接框架中，强化杆沿多个遮阳翅片的排布方向延伸，且连接每一个遮阳翅片。

在可选的实施方式中，连接框架与路基的坡面间距为0.2-0.7米。

在可选的实施方式中，多年冻土区遮阳通风路基结构还包括连接承台结构，连接承台结构分为第一钢筋混凝土连接承台和第二钢筋混凝土连接承台，第一钢筋混凝土连接承台连接连接框架的底端，第二钢筋混凝土连接承台连接连接框架的顶端；

多个第一钢筋混凝土连接承台沿路基的纵向间隔设于路基的侧方位置，多个第二钢筋混凝土连接承台沿路基的纵向间隔设于路基的土路肩处。

在可选的实施方式中，连接承台结构包括钢筋混凝土承台本体、预埋螺栓和立柱；

预埋螺栓预埋于钢筋混凝土承台本体，立柱穿设于预埋螺栓；

连接框架有用于与立柱连接的接口。

在可选的实施方式中，多年冻土区遮阳通风路基结构还包括保温板，保温板埋设于路基内部，且沿路基的纵向延伸。

第二方面，本申请还提供一种多年冻土区路基施工方法，方法包括以下步骤：在压实的地面上，修建好压密夯实的路基，且在路面以下埋设保温板；

安装百叶窗式遮阳板，将百叶窗式遮阳板架设于路基的边坡，且百叶窗式遮阳板中的每一个遮阳翅片与路基的坡面具有间隙。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实施例中多年冻土区遮阳通风路基结构的结构示意图；

图2为本实施例中多年冻土区遮阳通风路基结构的立体示意图；

图3为本实施例中连接承台结构的结构示意图；

图4为对比例中普通路基在修筑完成后第10年10月的温度场；

图5为本实施例中多年冻土区遮阳通风路基结构在修筑完成后第10年10月的温度场。

图标：10A-地表；10-多年冻土区遮阳通风路基结构；11-路基；12-百叶窗式遮阳板；13-连接承台结构；13a-第一钢筋混凝土连接承台；13b-第二钢筋混凝土连接承台；14-保温板；120-连接框架；121-遮阳翅片；122-强化杆；130-钢筋混凝土承台本体；131-预埋螺栓；132-立柱。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。

本实施例提供一种多年冻土区遮阳通风路基结构10，其能够防止路基阴阳坡现象的产生，解决路基温度场不对称性的问题，提高多年冻土路基的长期稳定性。

请参考图1和图2，图1为本实施例中多年冻土区遮阳通风路基结构10的结构示意图，图2为本实施例中多年冻土区遮阳通风路基结构10的立体图。

多年冻土区遮阳通风路基结构10包括路基11、百叶窗式遮阳板12、连接承台结构13以及保温板14。路基11修建于压密的地表10A上。

百叶窗式遮阳板12包括连接框架120和多个遮阳翅片121，多个遮阳翅片121沿竖向间隔且倾斜设于连接框架120中。百叶窗式遮阳板12通过连接承台结构13铺设于路基11的边坡上。保温板14设于路基11的内部，且保温板14随路基11的纵向延伸。在暖季，保温板14能够减缓路基11的路面(沥青路面)吸收外部热量传入路基11内部的程度，以提高路基11的稳定性。需要说明的是，保温板14的厚度可以为0.05-0.10米，本实施例中，其厚度为0.10米，在其他具体实施方式中，保温板14的厚度还可以为0.06米、0.07米或0.08米等。

连接承台结构13分为第一钢筋混凝土连接承台13a和第二钢筋混凝土连接承台13b。第一钢筋混凝土连接承台13a用于连接连接框架120的底端，第二钢筋混凝土连接承台13b用于连接连接框架120的顶端。

多个第一钢筋混凝土连接承台13a沿路基11的纵向间隔设于路基11的侧方位置，多个第二钢筋混凝土连接承台13b沿路基11的纵向，间隔设于路基11的土路肩位置。

百叶窗式遮阳板12的底端和顶端分别连接于第一钢筋混凝土连接承台13a和第二钢筋混凝土连接承台13b，使得百叶窗式遮阳板12悬空铺设于路基11的边坡上，且多个百叶窗式遮阳板12沿路基11的纵向铺设。百叶窗式遮阳板12中的每一个遮阳翅片121与路基11的坡面具有间隙。

其中，参见图1，百叶窗式遮阳板12铺设于路基11的两侧(即，阳坡和阴坡均铺设)，对应地，连接承台结构13亦分布于路基11的两侧。在其他具体实施方式中，可将百叶窗式遮阳板12铺设于路基11的阳坡。

请参见图2，在百叶窗式遮阳板12中，相邻两个遮阳翅片121的相互靠近的边缘处于一个水平面(位于上方的遮阳翅片121的下边缘和位于下方的遮阳翅片121的上边缘处于一个水平面)，其作用在于：当太阳刚刚升起时，即太阳高度角为零度时，太阳辐射会水平直射到路基11的阳坡。因此，使相邻两个遮阳翅片121的上边缘和下边缘处于同一水平面，即可防止太阳辐射直射到路基11的阳坡。同时，由于第二钢筋混凝土连接承台13b设于路基11的土路肩位置，则遮阳翅片121的作用面可延伸至路基11的土路肩位置，当太阳高度角为最大时，可以防止太阳辐射直射到阳坡的路肩处。显而易见，在太阳高度角在最小和最大之间时，遮阳翅片121能够起到遮阳的效果。

其中，百叶窗式遮阳板12悬空设于路基11的边坡上，每一个遮阳翅片121与路基11的坡面具有间隙，使得百叶窗式遮阳板12具有通风的特性，在多年冻土区，具有通风特性的百叶窗式遮阳板12，能够避免遭受大风的破坏，还利用了多年冻土区年平均温度为负的外部空气，产生强迫对流，冷却路基11。

需要说明的是，遮阳翅片121为铁片或铝塑板，本实施例中，遮阳翅片121为铝塑板，在其他具体实施方式中，不限制遮阳翅片121的材质，其能够实现遮阳的效果，以及具有承受多年冻土区风力的强度即可。

为提高遮阳的效果，遮阳翅片121的表面可以涂覆热反射涂料。需要说明的是，热反射涂料为可令被涂物在太阳光照射下产生温度调节效果的涂料，包括太阳能屏蔽涂料、太阳热反射涂料、太空隔热涂料、节能保温涂料等。

请参见图2，为保证百叶窗式遮阳板12的强度，百叶窗式遮阳板12还包括固定于连接框架120中的强化杆122，强化杆122沿多个遮阳翅片121的排布方向延伸，连接每一个遮阳翅片121。

需要说明的是，所有的遮阳翅片121为间隔倾斜设置，故强化杆122可通过穿设且固定每一个遮阳翅片121，以对遮阳翅片121进行加强连接。

需要说明的是，图2中，示例性地示出了一根强化杆122，在其他具体实施方式中，可在一个百叶窗式遮阳板12中，设置多根强化杆122进行强化连接。

需要说明的是，百叶窗式遮阳板12中，连接框架120与路基11的坡面距离(铺设高度h)为0.2-0.7米。遮阳翅片121的长度可根据现场情况而定，宽度b为0.2-2.0米。

在本实施例中，连接框架120与路基11的坡面距离(铺设高度h)为0.5米，遮阳翅片121的宽度b为1.0米，遮阳翅片121的倾角α为30°。需要说明的是，在其他具体实施方式中，其上述的各个数值可根据当地的环境风速、空气温度、路基类型、路基高度等参数进行调整，即在制造百叶窗式遮阳板12时，可根据当地的环境风速、空气温度、路基类型、路基高度等参数进行调整，从而制造出符合实际需求的百叶窗式遮阳板12。

请参见图3，图3为连接承台结构13的结构示意图。

连接承台结构13包括钢筋混凝土承台本体130、预埋螺栓131和立柱132。

预埋螺栓131预埋于钢筋混凝土承台本体130，立柱132固定于预埋螺栓131。

连接框架120有用于与立柱132连接的接口(图中未示出)。在具体操作中，可直接将连接框架120的接口对接于立柱132，以完成百叶窗式遮阳板12与连接承台结构13的连接。

需要说明的是，在其他具体实施方式中，可取消设置连接承台结构13，将百叶窗式遮阳板12直接铺设于路基11的边坡，且保证百叶窗式遮阳板12的每一个遮阳翅片121与路基11的坡面具有间隙即可。

上述方案，提供了一种能够在多年冻土区，防止阴阳坡现象的产生，解决路基温度场不对称的问题，提高多年冻土区路基11长期稳定性的多年冻土区遮阳通风路基结构10。在压实的地表上修建压密夯实的路基11，百叶窗式遮阳板12以一定铺设高度安装于路基11的边坡，使得百叶窗式遮阳板12中的每一个遮阳翅片121与路基11的坡面具有间隙。在晴天，当太阳高度角较低时，路基11的阳坡会受到阳光照射，而路基11的阴坡则处于阴影之中，当太阳高度角较高时，路基11阳坡受到的太阳辐射强度也大于路基11阴坡，为了消除阴阳坡效应对路基11的阳坡和阴坡遭受辐射强度的均衡，通过在路基11的边坡铺设百叶窗式遮阳板12，可有效地调控路基11温度场的对称性，同时，每一个遮阳翅片121间隔布置，且均与路基11的坡面形成有间隙，故百叶窗式遮阳板12具有通风的特性，避免百叶窗式遮阳板12遭受大风的破坏，同时，利用多年冻土区年平均温度为负温的外部空气，产生强迫对流，冷却冻土路基11，利于路基11的温度场的对称性。同时，在路基11的内部设置保温板14，能够避免或者减缓路基11的沥青路面由外部吸收热量传导至路基11内部。

其中，本实施例提供的多年冻土区遮阳通风路基结构10，无需外部提供动力，对环境友好，无污染，并且不会对路基下部多年冻土产生负面热扰动。百叶窗式遮阳板12结构简单，可模块化操作，配合连接承台结构13，易于安装，大大减少施工成本，同时易于维护。

为了验证本实施例提供的多年冻土区遮阳通风路基结构10防治路基11的阴阳坡效应的效果，本发明以青藏公路为例进行数值验算：

实施例为：对青藏高原某公路路基11两侧铺设百叶窗式遮阳板12，且百叶窗式遮阳板12的参数为，翅片宽度b为1.0米，倾角α为30°，铺设高度h为0.5米，其中，各个参数的标号可参见图1所示。

对比例为：未铺设百叶窗式遮阳板12的路基11。

通过数值模拟仿真的方法，我们对实施例和对比例的温度场进行了对比分析。

参见图4和图5，图4为未铺设百叶窗式遮阳板的路基在修筑完成后第10年10月的温度场，图5为本实施例中多年冻土区遮阳通风路基结构在修筑完成后第10年10月的温度场。对比图4和图5：普通路基11(对比例)内部阳坡一侧温度明显高于阴坡一侧温度，路基11内2.0和0℃等温线在阳坡明显下移。而多年冻土区遮阳通风路基结构10(实施例)内部温度场不仅得到降低，而且分布对称。

通过对比分析上述温度场，我们可以得出以下结论：多年冻土区遮阳通风路基结构10，有效防止了阴阳坡现象的产生，不仅降低了路基下部冻土温度，而且成功解决了路基11温度场不对称的问题，提高了多年冻土区路基11的长期稳定性。

需要说明的是，本实施例还提供一种多年冻土区路基施工方法，该方法包括以下步骤：

在压实的地面上，修建好压密夯实的路基，且在路面以下埋设保温板。

安装百叶窗式遮阳板，将百叶窗式遮阳板架设于路基的边坡，且百叶窗式遮阳板中的每一个遮阳翅片与路基的坡面具有间隙。

在可选实施方式中，在安装百叶窗式遮阳板之前，可沿着路基的纵向，修筑连接承台结构，百叶窗式遮阳板安装于连接承台结构上。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。